Biología (08) · Unidad 7 — La expresión de la información genética
El código genético
El mensajero se lee de a tres bases, sin saltear y sin superponer: cada triplete es un codón. Hay 4 × 4 × 4 = 64 codones: 61 nombran aminoácidos y 3 (UAA, UAG, UGA) son de terminación. Como son 20 aminoácidos, casi todos tienen más de un codón: el código es redundante, pero nunca ambiguo, y es casi el mismo en todos los seres vivos.
La explicación
El problema: cuatro letras para veinte palabras
El ARN se escribe con cuatro letras (A, U, G, C) y las proteínas con veinte aminoácidos. ¿Cómo se nombran veinte cosas con un alfabeto de cuatro? Con palabras de varias letras, como el código Morse nombra todo el alfabeto con punto y raya.
Con palabras de dos letras: 4 × 4 = 16. Tampoco alcanza para 20.
Con palabras de tres letras: 4 × 4 × 4 = 64. Sobra.
La naturaleza usa la solución más corta que alcanza: palabras de tres bases. Cada triplete del ARNm se llama codón, y la correspondencia entre codones y aminoácidos es el código genético. Se terminó de descifrar en los años sesenta; el primer codón leído fue UUU, que corresponde a la fenilalanina (Nirenberg y Matthaei, 1961).
Qué dice la tabla
3 codones de terminación (stop): UAA, UAG y UGA. No nombran ningún aminoácido: le dicen al ribosoma que la proteína terminó.
El codón de inicio: AUG. Marca dónde empieza a leerse el mensaje y codifica metionina (Met). Por eso las proteínas recién hechas empiezan con Met (que a veces se recorta después). AUG también pone Met en el medio de una proteína: es un codón como los demás que, además, sirve de arranque.
Los aminoácidos se escriben con abreviaturas de tres letras. Las que usan las tablas del código (y este curso) son las internacionales: Gly (glicina), Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe (fenilalanina), Trp, Pro, Ser, Thr (treonina), Cys (cisteína), Tyr (tirosina), Asn, Gln, Asp, Glu, Lys (lisina), Arg, His. Algunos manuales en castellano escriben Gli, Fen, Tre, Cis, Tir o Lis: son los mismos aminoácidos, y en las respuestas valen las dos.
Las propiedades del código
No ambiguo: cada codón nombra un solo aminoácido. GCU es siempre Ala. Redundante y ambiguo no son lo mismo: que varios codones digan «Ala» está bien; que un codón dijera a veces Ala y a veces Ser sería un desastre, y eso no pasa.
Sin superposición y sin comas: se lee de a tres, uno detrás del otro, sin compartir bases y sin separadores. Por eso importa el marco de lectura: el mismo ARN leído desde otra letra da otra proteína.
Casi universal: el mismo código en bacterias, plantas y personas. Por eso una bacteria puede fabricar insulina humana si se le pone el gen. Hay pocas excepciones, por ejemplo en el ADN de las mitocondrias.
La redundancia tiene un patrón: los codones de un mismo aminoácido suelen diferir sólo en la tercera base. Un cambio en esa posición muchas veces no cambia el aminoácido. Es un amortiguador contra los errores.
Codón y anticodón
El anticodón son tres bases del ARN de transferencia que se aparean con el codón. Como toda pareja de ácidos nucleicos, es complementario y antiparalelo: la primera base del codón (en 5′) se aparea con la última del anticodón (en 3′).
1. Escribí el codón de 5′ a 3′: 5′-GCA-3′.
2. Complementá base por base: C G U. Eso es el anticodón escrito de 3′ a 5′: 3′-CGU-5′.
3. Para escribirlo de 5′ a 3′, dalo vuelta: 5′-UGC-3′.
Hay menos ARNt distintos que codones: algunos anticodones toleran una pareja no estándar en la tercera posición del codón (el «balanceo»). Por eso un mismo ARNt puede leer, por ejemplo, GCU y GCC.
Cómo se resuelve una traducción
2. Buscá el primer AUG leyendo desde el extremo 5′. Ése fija el marco.
3. Cortá de a tres desde ahí, sin saltear ni superponer.
4. Buscá cada codón en la tabla y escribí el aminoácido.
5. Pará en el primer codón de terminación que aparezca en el marco. El stop no pone aminoácido; lo que viene después no se traduce.
6. Contá: aminoácidos = codones desde el AUG hasta el stop, menos uno.
Traducí el mensajero 5′-GCAUGAAACUUUGGUUAGCC-3′. Datos del código: AUG = Met, AAA = Lys, CUU = Leu, UGG = Trp, UUA = Leu, GCA = Ala, GCC = Ala, GAA = Glu; UAG y UGA = stop.
El planteo: buscar el primer AUG, leer de a tres y frenar en el primer stop del marco.
2. En codones desde ahí: AUG · AAA · CUU · UGG · UUA · GCC.
3. Traducir: AUG = Met, AAA = Lys, CUU = Leu, UGG = Trp, UUA = Leu…
4. ¿Hay stop? No en este tramo: después de UUA viene GCC (Ala) y se termina la secuencia. El mensajero está cortado; la proteína sigue más allá.
Resultado: Met-Lys-Leu-Trp-Leu-Ala…, sin terminar.
Dos trampas que tiene este ejemplo. Primero, si se empieza desde la primera letra, se lee GCA (Ala), UGA… ¡stop!, y la «proteína» sería un solo aminoácido: el marco está mal. Segundo, el UAG que aparece en «UUAGCC» no es un stop, porque está fuera del marco: sus letras pertenecen a dos codones distintos (UUA y GCC).
De yapa, la redundancia: CUU y UUA son codones distintos y los dos dicen Leu. El código no es ambiguo: cada uno nombra un solo aminoácido; sólo pasa que la leucina tiene varios.
Dónde se pierde el punto: en buscar codones de terminación «en cualquier lado». Un stop cuenta sólo si cae en el marco que abrió el AUG.
Una empresa pone el gen de la insulina humana (sin intrones) en una bacteria, y la bacteria fabrica insulina humana. ¿Qué propiedad del código genético lo permite? ¿Por qué hubo que sacarle los intrones al gen?
La propiedad es la universalidad. La bacteria lee los codones con la misma tabla que una célula humana: el AUG es Met, el UUU es Phe, el UAA es stop, para las dos. Por eso el mensaje del gen humano, traducido por ribosomas bacterianos, da la misma secuencia de aminoácidos.
Cómo se consigue el gen sin intrones: se parte del ARNm maduro, que ya no los tiene, y se lo copia a ADN con transcriptasa inversa (tema 7.1).
Lo que el código no garantiza: que la proteína se pliegue y se modifique como en el páncreas. Eso depende de otras partes de la célula; la secuencia de aminoácidos sí queda igual.
Dónde se pierde el punto: en decir que la bacteria «tiene el mismo ADN». No lo tiene: tiene el mismo código, que es otra cosa.
Dónde se cae la mayoría
- Contar el codón de terminación como un aminoácido. UAA, UAG y UGA no tienen aminoácido: sólo marcan el final.
- Empezar a traducir desde la primera letra del ARN. El marco lo fija el primer AUG.
- Confundir redundante con ambiguo. Varios codones para un aminoácido es redundancia; un codón nunca nombra dos aminoácidos.
- Escribir el anticodón sin invertirlo. Es complementario y antiparalelo: el anticodón de 5′-GCA-3′ es 3′-CGU-5′, o sea 5′-UGC-3′.
- Pensar que con codones de dos bases alcanzaría. 4 × 4 = 16, menos que los 20 aminoácidos.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar El código genético →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Un gen leído desde la molde15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 7
La expresión de la información genética